Nobelova nagrada u fiziologiji i medicini za 2017. dodijeljena je američkim profesorima Jeffrey Hall, Michael Rosbashi i Michael Yangu. Proučavali su mehanizam koji regulira cirkadijanske ritmove tijela, takozvani stanični sat. Predstavljajući Laureati, stručnjak Nobelovog odbora naglasio je da je ovaj problem bio daleko od Nove. Natrag u XVIII. Stoljeću, jedan francuski znanstvenik skrenuo je pozornost na neke cvijeće koje se otkrivaju ujutro i zatvorene preko noći. Biolog je stavio eksperiment, stavljajući cvijeće u punu tamu nekoliko dana. I ponašali su se kao da su bili in vivo. Slična slika uočena je pri proučavanju drugih biljaka i životinja. Tada je prvi put iznesena hipoteza o unutarnjim satovima živih organizama. Koja su njihova suština?
Svatko od nas zna što obični sati, mjerimo vrijeme pomoću klatno. Ali ispostavilo se da gotovo svi živi ima vlastiti unutarnji sat, a umjesto klatna u SAD-u "djeluje" promjenu dana i noći, što je rezultat prijelaza zemlje oko svoje osi, rekao je profesor Skolkovski institut za znanost i tehnologiju, profesor na Sveučilištu Sveučilišta u Ratgeru, šef laboratorija na Institutu za molekularne genetike Ruske akademije znanosti i Instituta za biologiju Genga Ruske akademije znanosti Konstantin Severov. - Od samog početka pojave života, sav život trebao bi se prilagoditi takvom pomaku. Uključite ove male sate u svaku ćeliju bilo kojeg tijela. I živjeti na njima. U skladu sa svojim "svjedočanstvom" da promijeni svoju fiziologiju - za pokretanje, spavanje, jesti i tako dalje.
Trenutni laureati u kasnim 70-ima odlučili su gledati u ovih sati i razumjeti kako rade. Za to su proučavali muhe Drozofila, uzeli su insekti s mutacijama, čiji su ciklusi spavanja i buđenja promijenjeni. Recimo da su neki općenito spavali savršeno nasumično. Tako je bilo moguće identificirati gene koji reagiraju na cikluse su točni i koordinirani.
A onda su znanstvenici izdvojili u molekularnoj pozadini ovih sati, kaže Severov. - Pokazalo se da su identificirani geni koji se tako upravljaju razvijanjem određenih proteina koji noću akumuliraju, au popodnevnim satima se raspadaju. Zapravo, takva oscilacija koncentracije i osebujna klatna u našem tijelu. I ovisno o tome, stanica aktivira različite gene, koje na kraju i upravljaju mnogim procesima.
Tada su znanstvenici otkrili da točno isti mehanizam djeluje ne samo u muhama, nego iu cijelom životu. Došao je s prirodom da razmotri vrijeme u tijelu. Praktično značenje ovog otkrića je očito, recimo mnogo mentalni poremećaji Povezan je s oštećenjem snova zbog kvarova u cirkadijanskim ciklusima.
Ocjenjivanje dodjele ove premije, brojni stručnjaci već kažu da je to "mirna nagrada", to neće biti eksplozija u svjetskoj znanosti barem zato što je prije nekoliko desetaka godina. Štoviše, dodjeljivanje starih djela postaje tendencija. U isto vrijeme, Nobelov odbor je prošlo pokraj senzacionalnog rada na uređivanju genoma, koji je postao bum posljednjih godina. "Ne slažem se s takvom stvari", kaže Severov. "- uređivanje genom da dobije svoju nagradu, a to nije u potpunosti otkriće, već genetska tehnika. I Clock Clock je prava, duboka temeljna znanost, ona objašnjava kako je svijet uređen.
Treba napomenuti da je prognoza Thomson Reuters, koja se bavi predviđanjem laureata od 2002. godine, a najčešće u usporedbi s konkurentima pogoduju laureati, ovaj put je pogriješio. Stavili su američke znanstvenike koji se bave problemima od raka.
Svečana dodjela Laureata održat će se tradicija 10. prosinca na dan smrti osnivača Nobelova nagrade - švedski poduzetnik i izumitelj Alfred Nobel (1833-1896). Veličina Nobelove nagrade u 2017. godini je devet milijuna švedskih kruna (milijun dolara).
Jeffrey Hall rođen je 1945. godine u New Yorku, od 1974. godine radio je na Sveučilištu u Brangleanu, Michael Rosbash rođen je u Kansas Cityju, također radi na Sveučilištu Brande, Michael Yang rođen je 1945. godine u Miamiju, radi na Sveučilištu u Rockefeller u New Yorku.
Kako radiju biološki satovi. Što je dobila Nobelovu nagradu u medicini 2017. godine
Jeffrey Hall, Michael Roshbash i Mladi Michael Young
Tri američki znanstvenici podijelili su najvišu znanstvenu nagradu za proučavanje mehanizma rada unutarnjeg satova u živim organizmima
Život na zemlji je prilagođen za rotiranje našeg planeta oko sunca. Već dugi niz godina znamo o postojanju unutar živih organizama, uključujući ljude, biološke satove koji pomažu predvidjeti dnevni ritam i prilagoditi ga. Ali kako točno to radimo? Američka genetika i kronobiolozi mogli su pogledati u ovaj mehanizam i osvijetliti svoj skriveni rad. Njihova otkrića objašnjavaju kako biljke, životinje i ljudi prilagođavaju svoje biološke ritmove za sinkronizaciju s dnevnim ciklusom distribucije zemlje.
Koristeći voćne muhe kao eksperimentalni organizmi, laureati od Nobelove nagrade-2017 istaknuli su gen, koji kontrolira normalan dnevni ritam u živim bićima. Također su pokazali kako ovaj gen kodira proteina koji se nakuplja u ćeliji noću i raspasti se tijekom dana, prisiljavajući ga, prisiljavajući time, u skladu s ovim ritmom. Nakon toga su identificirali dodatne komponente proteina koji kontroliraju mehanizam samoodrživog "sata" unutar stanice. A sada znamo da biološki sat funkcionira prema istom principu unutar pojedinačnih stanica i unutar višestaničnih organizama, kao što su ljudi.
Zahvaljujući iznimnoj točnosti, našim domaćim satima prilagođavate našu fiziologiju takvim različitim fazama dana - jutra, dana, večeri i noći. Ovi sat reguliraju tako važne funkcijeKao ponašanje, hormonska razina, spavanje, tjelesna temperatura i metabolizam. Naše blagostanje pati kada se događa vanjski okoliš i unutarnji satovi. Primjer je tzv. Jetlag, koji proizlazi iz putnika koji se kreću iz jedne vremenske zone u drugu, a zatim se dugo ne mogu prilagoditi pomak dana i noći. Spavati u svijetlo vrijeme dana i ne mogu spavati u mraku. Danas postoji i mnogo dokaza da kronična pogreška između načina života i prirodne bioritme povećava rizik razne bolesti.
Naš unutarnji sat je nemoguće prevariti
Eksperiment Jean-Jacques d "Oruto de Majan Nobel Odbor
Većina živih organizama jasno se prilagođavaju svakodnevnoj promjeni. ambijentalni, Jedan od prvih kako bi se spriječila ova adaptacija također dokazana u francuskom astronom iz XVIII. Jean-Jacques D Oruto de Maran. Promatrao je Mimoza grm i otkrio da njezini listovi okreće sunce tijekom dana i zatvorene zalaska sunca. Znanstvenik Pitao se što bi se dogodilo da bi biljka pokazala u stalnoj tami? Nakon što je stavio jednostavan eksperiment, istraživač je to otkrio, bez obzira na dostupnost sunčeva svjetlost, Lišće eksperimentalne Mimoze i dalje čine uobičajene dnevne pokrete. Kako se ispostavilo, biljke imaju vlastiti unutarnji sat.
Kasnije su istraživanja dokazala da ne samo biljke, nego i životinje i ljudi podliježu radu bioloških satova koji pomažu prilagoditi našoj fiziologiji za dnevne promjene. Ova se prilagodba naziva cirkadijski ritam. Izraz dolazi latinske riječi Okolica - "noć" i umire - "dan". Ali način na koji su ti biološki satovi rade, ostali su misterija dugo vremena.
Otkrivanje "Gen"
U 1970-ima, američki fizičar, biolog i psihogenetički Seymour Benzer, zajedno sa svojim studentima Ronald Konopkoy istražio je li je moguće izdvojiti gene koji kontroliraju cirkadijan ritam u voćnim mušicama. Znanstvenici su uspjeli pokazati da mutacije u genu nepoznate im krše ovaj ritam u eksperimentalnim kukcima. Zvali su ga genom tog razdoblja. Ali kako je ovaj gen utjecao na cirkadijan ritam?
Laureati Nobelove nagrade za 2017. godinu također su proveli eksperimente na voćnim mušicama. Njihov je cilj bio otvoriti mehanizam rada unutarnjih satova. Godine 1984., Jeffrey Hall i Michael Roshbash, koji su međusobno surađivali u zidovima Sveučilišta u Bostonu, kao i Michael Young iz Sveučilišta Rockefeller u New Yorku uspješno je izolirao razdoblje gena. Hall i Roshbash tada su otkrili da je po proteinu kodiran ovom genomu nakuplja stanice preko noći i uništava dan. Prema tome, razina ovog proteina varira tijekom 24-satnog ciklusa sinkrono s cirkadijanskom ritmom. Otkriven je "klatničar" unutarnjih stanica.
Samoregulirajući satni mehanizam
Pojednostavljena shema rada u ćeliji proteina koji reguliraju cirkadijanskog ritma Nobelovog odbora
Sljedeći ključni cilj bio je razumjeti kako se te cirkadijske oscilacije mogu pojaviti i podržati. Hall i Roshbash sugerirali su da po proteinu tijekom dnevnog ciklusa blokira aktivnost razdoblja gena. Vjerovali su da s inhibicijom povratne petlje, po proteinu mogu povremeno spriječiti vlastitu sintezu i na taj način prilagoditi svoju razinu u kontinuiranom cikličkom ritmu.
Za izgradnju ovog neobičnog modela nedostaje samo nekoliko elemenata. Da bi blokirala aktivnost razdoblja gena, po proteinu proizveden u citoplazmi trebalo bi se postići staničnom jezgrom, koja sadrži genetski materijal. Eksperimenti Hall i Roshkas pokazali su da se ovaj protein zaista nakuplja u jezgri noću. Ali kako on stiže tamo? Odgovorio je na ovo pitanje 1994. godine, Michael Young, koji je otvorio drugi ključ "satni gen", koji kodira Tim proteina potreban za usklađivanje s normalnim cirkadijanskim ritmom. U jednostavnom i elegantnom radu, pokazao je da kada je Tim povezan s po, ta dva proteina može prodrijeti u staničnu jezgru, gdje oni stvarno blokiraju rad razdoblja gena za zatvaranje inhibitorne petlje povratnih informacija.
Takav regulatorni mehanizam objasnio je kako se pojavi ova oscilacija celinski proteinali nikada nije zatvorio sva pitanja. Na primjer, bilo je potrebno utvrditi ono što kontrolira učestalost dnevnih oscilacija. Da biste riješili ovaj zadatak, Michael Young je dodijelio još jedan gen koji kodira DBT protein - ona odgađa akumulaciju po proteinima. Dakle, bilo je moguće razumjeti kako je ova oscilacija regulirana kako bi se uskladio 24-satni ciklus kao preciznije.
Ova otkrića počinila današnjih laureata podcjenjuju ključna načela funkcioniranja bioloških satova. U budućnosti su pronađene druge molekularne komponente ovog mehanizma. Oni objašnjavaju stabilnost njegova rada i načelo operacije. Na primjer, hodnik, Roshbash i Young otkrili su dodatne proteine \u200b\u200bpotrebne za aktiviranje razdoblja gena, kao i mehanizam kojim ljetno svjetlo sinkronizira rad biološkog sata.
Utjecaj dnevnih ritmova na ljudski život
Cirque Ritam Nobelovog odbora
Biološki satovi su uključeni u mnoge aspekte naše složene fiziologije. Sada znamo da svi višestelularni organizmi, uključujući ljude, koriste slične mehanizme za kontrolu cirkadijanskih ritmova. Rad velikog dijela naših gena reguliran je biološkim satom, dakle, pažljivo konfigurirani cikružni ritam prilagođava našu fiziologiju različitim fazama dana. Zahvaljujući plodnom radu današnjih današnjih današnjih putovanja, cirkadijanska biologija postala je opsežna i dinamički razvijajuća područja istraživanja, koja proučava učinak dnevnih ritmova na naše zdravlje i dobrobit. I dobili smo još jednu potvrdu da je noću još bolje spavati, čak i ako ste pali "sova". Korisno je za zdravlje.
referenca
Jeffrey hodnik - Rođen 1945. u New Yorku, SAD. Doktorski stupanj primljen je 1971. na Sveučilištu Washington (Seattle, Washon). Do 1973. godine održao je mjesto profesora u Kaliforniji tehnološki institut (Pasaden, Kalifornija). Od 1974. godine radi na Sveučilištu Brandeea (WATTTE, Massachusetts). Godine 2002. počeo je suradnju sa Sveučilištem u Maine.
Michael Rybach - Rođen 1944. u Kansas Cityju, SAD. On je branio doktorata u Institutu za tehnologiju Massachusetts (Cambridge, Massachusetts). Sljedeće tri godine bio je doktorski entuzijazam na Sveučilištu u Edinburghu u Škotskoj. Od 1974. godine radi na Sveučilištu Brandeea (WATTTE, Massachusetts).
Michael Yang. - Rođen 1949. u Miamiju, SAD. Diplomirao je na doktorskim studijima na Sveučilištu Texas (Austin, Texas) 1975. godine. Do 1977. godine položio je post-izjavu na Sveučilištu Stanford (Palo-Alto, Kalifornija). Godine 1978. pridružio se nastavnom osoblju Sveučilišta u Rockefelleru u New Yorku.
Prijevod materijala švedske kraljevske akademije znanosti.
Nobelova nagrada u fiziologiji i medicini. Vlasnici su postali skupina znanstvenika iz Sjedinjenih Država. Michael Young, Jeffrey Hall i Michael Rosbash primili nagradu za otvaranje molekularnih mehanizama koji kontroliraju cirkadijalni ritam.
Prema volji Alfreda Nobela, nagrada se dodjeljuje da "tko će napraviti važno otkriće" na ovom području. Uredništvo Ureda Tassovog dosjea pripremio je materijal o postupku za dodjelu ove premije i njezinih laureata.
Nagrada za nagradu i imenovanje kandidata
Nobelova Skupština Caroline Instituta, smještena u Stockholmu, odgovorna je za dodjelu nagrade. Skupština se sastoji od 50 profesora Instituta. Njegov radnik je Nobelov odbor. Uključuje pet osoba izabranih od strane Skupštine od svojih članova tri godine. Skupština je nekoliko puta godišnje prikupila kako bi razgovarali o podnositeljima zahtjeva odabranim od strane Odbora, a prvog ponedjeljka od listopada biareat bira većinu glasova.
Pravo na imenovanje nagrade ima znanstvenike različite zemlje, uključujući članove Nobelovog montaže Caroline Instituta i vlasnika Nobelova nagrade za fiziologiju i medicinu i kemiju, koji su dobili posebne pozivnice od Nobelovog odbora. Kandidati možete ponuditi od rujna do 31. siječnja sljedeće godine. Premium u 2017. potraživa 361.
Laureats
Premija se dodjeljuje od 1901. godine. Prva laureata postala je njemački liječnik, Mikrobiolog i imunolog Emil Adolf Von Bering, koji je razvio način imunizacije protiv difterije. Godine 1902. Ronald Ross (UK) studirao je Ronald Ross (Ujedinjeno Kraljevstvo) Godine 1905. Robert Koh (Njemačka) ispitao je patogene tuberkuloze; Godine 1923. - otvoren inzulin Frederick Banting (Kanada) i Johna Maclaud (Ujedinjeno Kraljevstvo); 1924. - osnivač elektrokardiografije Villem Einthoven (Holland); Godine 2003. Paul Lotterburg (SAD) i Peter Mansfield (Ujedinjeno Kraljevstvo) - razvio je metodu magnetske rezonance tomografije.
Prema Nobelovom odboru Caroline Instituta, do sada, premija iz 1945. ostaje najpoznatija, dodjeljuje Alexander Fleming, Ernesut Chene i Howard Flor (Ujedinjeno Kraljevstvo), koji je otvorio Penicillin. Neka otkrića su tijekom vremena izgubila važnost. Među njima, metoda lobotomije koja se koristi u liječenju mentalne bolesti, Za njegov razvoj 1949. godine, nagradu je primio portugalski antonou egash-monis.
U 2016. godini nagrada je dodijeljena japanskom biologu Yosinari Osumi "za otvaranje autofagijske mehanizma" (proces preradeće stanice nepotrebnog sadržaja u njemu).
Prema Nobelovom mjestu, danas na popisu vrhunskih laureata, 211 osoba, uključujući 12 žena. Postoje dva naši sunarodnjaci među laureatima: fiziolog Ivan Pavlov (1904; za rad u području probavne fiziologije) i biologa i patologa Ilya Mesnikov (1908; za proučavanje imuniteta).
Statistika
Godine 1901-2016, premija u fiziologiji i medicini dodijeljena je 107 puta (1915-1918, 1921., 1925., 1940-1942, Nobelovska skupština Caroline Instituta nije mogla odabrati laureat). 32 puta je bonus podijeljen između dvaju laureata i 36 - između tri. Prosječna dob Laureates 58 godina. Najmlađi je kanadski frederick banci, koji je 1923. godine dobio premiju u dobi od 32 godine, najviše starijih - 87-godišnji američki Francis Peyton Peyton Rooton (1966).
Dana 2. listopada 2017. Nobelov odbor najavio je imena Nobelove nagrade 2017. u fiziologiji i medicini. 9 milijuna švedskih kruna podijelit će američke biologe Jeffrey Halla (Michael Rosbash) i Michaela Rosbash (Michael W. Young) za otkrivanje molekularnog mehanizma za rad biološkog sata, to jest, beskonačno looped ritam života života organizmi, uključujući čovjeka.
Za milijune godina života se prilagodio rotaciji planeta. Odavno je poznato da imamo unutarnje biološke satove koji predviđaju i prilagođavaju se doba dana. U večernjim satima želim zaspati, a ujutro - probuditi se. Hormoni se bacaju u krv strogo na raspored, a sposobnost / ljudsko ponašanje - koordinacija, reakcija je također ovisna o vremenu dana. Ali kako rade ovi unutarnji sati?
Otvaranje biološkog sata pripisuje se francuskom astronom Jean-Jacques de Meran, koji je u 18. stoljeću primijetio da je lišće Mimoze otvoren za sunce tijekom dana i zatvoren noću. Pitao se kako bi biljka ponašala ako ga stavi u tamu nagiba. Pokazalo se da je čak iu mračnoj Mimosi slijedio plan - bila je kao da postoji unutarnji sat.
Kasnije, takve biorhythms se nalaze u drugim biljkama, životinjama i ljudima. Gotovo svi živi organizmi na planeti reagiraju na sunce: cirkadijanski ritam integriran je u život Zemlje, u metabolizmu svega živog na planeti. Ali kako radi taj mehanizam - ostao je otajstvo.
Nobel Laureati izolira gen koji kontrolira dnevno svjetlo biološki ritam, Fly Drozofil (osoba i mušica imaju mnogo običnih gena zbog prisutnosti zajedničkih predaka). Učinili su prvo otkriće 1984. godine. Nazvan otvoreni gen razdoblje..
Gen razdoblje. Kodovi po proteinu, koji se nalaze u stanicama noću i uništava tijekom dana. Koncentracija po proteinima varira na 24-satnom grafikonu prema cirkadijanskom ritmu.
Tada su identificirali dodatne komponente proteina i potpuno otkrivene samodostatni intracelularni mehanizam cirkadijanskog ritma - u ovoj jedinstvenoj reakciji po proteina blokira aktivnost gena razdoblje., To jest, po blokovima sinteza sama, ali se postupno sruši tijekom dana (vidi krug na vrhu). Ovo je samodovoljan beskonačno gubljenje mehanizam. Djeluje na istom načelu u drugim višestaničnim organizmima.
Nakon otvaranja gena, odgovarajući protein i opći mehanizam unutarnjeg sata, još je bilo još nekoliko komada slagalice. Znanstvenici su znali da se po proteini noću akumulira u jezgri stanice. Također su znali da je odgovarajuća mRNA proizvedena u citoplazmi. Nije bilo jasno kako protein ispada iz citoplazme u jezgru jezgre. Godine 1994. Michael Young je otvorio još jedan gen bezvremenskikoji kodira TIM proteina, također je potrebno normalan rad Unutarnji satovi. Dokazao je da ako se Tim pridružuje, tada se par proteina može nositi u jezgru stanice, gdje blokiraju aktivnost gena razdoblje.Dakle, blizu beskrajnog ciklusa proizvodnje po proteinima.
Pokazalo se da ovaj mehanizam sa sofisticiranom točnosti prilagođava naše unutarnje vrijeme u doba dana. On regulira drugačije kritične funkcije Organizam, uključujući ljudsko ponašanje, razine hormona, spavanje, tjelesnu temperaturu i metabolizam. Osoba se osjeća loše ako postoji privremena nedosljednost između vanjskih uvjeta i unutarnjih bioloških satova, na primjer, kada putujete na velike udaljenosti u različitim vremenskim zonama. Također postoje dokazi da je kronična neusklađenost načina života i unutarnjih satova povezana s povećan rizik Pojavu različitih bolesti, uključujući dijabetes, pretilost, rak i kardiovaskularne bolesti.
Kasnije Michael Young identificirao je još jedan gen doubletime., Kodiranje DBT proteina, koji usporava akumulaciju po proteinu u kavezu i omogućuje tijelu da se točnije prilagodbe pod 24-satnim danima.
U narednim godinama, struja nobelove laureati Više detalja je istaknut u cirkadijanskom ritmu drugih molekularnih komponenti, pronašli su dodatne proteine \u200b\u200bkoji sudjeluju u aktivaciji gena razdoblje.Također je otkrio mehanizme jer svjetlo pomaže u sinkronizaciji biološkog sata s vanjskim uvjetima okoliša.
Od lijeva na desno: Michael Roshbash, Michael Young, Jeffrey Hall
Proučavanje mehanizma unutarnjeg sata još je daleko od završetka. Znamo samo glavne dijelove mehanizma. Cirkadijanska biologija - proučavanje unutarnjeg sata i cirkadijanskog ritma - bio je odvojen na zasebno brzo razvijanje smjera Istraživanje. I sve se to dogodilo zahvaljujući triju sadašnjih laureata Nobelove nagrade.
Stručnjaci su već nekoliko godina raspravljali da za molekularni mehanizam cirkadijanski ritmovi Oni će dati Nobelovu nagradu - a taj se događaj konačno dogodio.
